Sistema de encendido Delco

El sistema de encendido Delco , también conocido como sistema de encendido Kettering , encendido por puntos y condensador o encendido por puntos de ruptura , es un tipo de sistema de encendido por descarga inductiva inventado por Charles F. Kettering . Se vendió por primera vez comercialmente en el Cadillac de 1912 ^[1] y fue fabricado por Delco . Con el tiempo, fue utilizado ampliamente por todos los fabricantes de automóviles y camiones en el encendido por chispa , es decir, motores de gasolina . Hoy en día todavía se usa ampliamente en bobinas sobre bujías, bobinas cerca de bujías y en paquetes de bobinas en encendidos sin distribuidor. ^[2] Un sistema alternativo utilizado en automóviles es el encendido por descarga de condensador , que ahora se encuentra principalmente como sistemas de actualización del mercado de accesorios. ^[3] El encendido electrónico era un término común para el encendido inductivo Kettering con los puntos (interruptor mecánico) reemplazados por un interruptor electrónico como un transistor. ^[4]

En el arranque inicial, se conecta una batería de almacenamiento a través del interruptor de encendido (llamado "Contactor" en la figura anterior). Una vez que el motor está en marcha, un alternador o generador accionado por el motor proporciona energía eléctrica.

Los puntos de ruptura (llamados "disyuntor de contacto" en la figura) son un interruptor eléctrico que se abre y se cierra mediante una leva en el eje del distribuidor. Esto está programado de manera que los puntos estén cerrados durante la mayor parte del ciclo del motor, lo que permite que la corriente fluya a través de la bobina de encendido, y se abren momentáneamente cuando se desea una chispa.

La bobina de encendido es un transformador . El devanado primario (llamado devanado de baja tensión en los primeros textos) está conectado al voltaje de la batería cuando los puntos están cerrados. Debido a la inductancia de la bobina, la corriente en este circuito aumenta gradualmente. Esta corriente crea un campo magnético en la bobina, que almacena una cantidad de energía. Cuando los puntos se abren, la corriente que mantiene el campo magnético se detiene y el campo colapsa. Su energía almacenada luego se devuelve a los dos devanados como fuerza electromotriz . El devanado primario tiene un pequeño número de vueltas y por la ley de inducción de Faraday tiene un pico de voltaje que se desarrolla a través de él del orden de 250 voltios. ^[5] El devanado secundario tiene del orden de 100 veces el número de vueltas que el devanado primario, por lo que desarrolla un pico de voltaje del orden de 25.000 voltios. Este voltaje es lo suficientemente alto como para hacer que una chispa salte a través de los electrodos de la bujía . Se puede utilizar cualquier pico de tensión de polaridad, pero la chispa se inicia de manera más eficiente con un pulso de polaridad negativa hacia el centro de la bujía. Esto también alarga la vida útil de la bujía.

Hay un condensador conectado entre los puntos. El condensador absorbe el pico de tensión que se genera en la bobina primaria cuando se abren los puntos. Esto evita que se forme un arco eléctrico en los contactos recién abiertos en los puntos y, por lo tanto, evita la erosión rápida de estos contactos.

El rotor del distribuidor gira al mismo tiempo que el árbol de levas. Cuando llega el momento de que se encienda una bujía, el rotor (la barra azul que se muestra en el distribuidor de la figura anterior) conecta el electrodo central de la tapa del distribuidor a un electrodo conectado a un cable de bujía. Esto ocurre simultáneamente con la apertura de las puntas y la bobina que envía un alto voltaje al electrodo central.

No se muestra en este diagrama la resistencia de balasto , que se incluyó en la patente de Kettering. ^[6] Se coloca en el circuito primario. La inductancia del devanado primario limita la velocidad a la que la corriente a través de él puede aumentar al nivel necesario para proporcionar suficiente energía para crear una chispa. Reducir la inductancia del devanado primario permite que la corriente aumente más rápido, pero conduciría a una corriente máxima más alta que acortará la vida de los puntos y aumentará el calentamiento de la bobina. La resistencia de balasto colocada en serie con el devanado primario crea una caída de voltaje proporcional a la corriente. Cuando los puntos se cierran inicialmente, la corriente es baja, por lo que la caída de voltaje a través de la resistencia es baja y la mayor parte del voltaje de la batería actúa a través de la bobina. Una vez que se acumula la corriente, la caída de voltaje a través de la resistencia aumenta, dejando menos voltaje de batería a través de la bobina, lo que limita la corriente máxima.

Los sistemas de encendido Kettering solían tener el interruptor de encendido que pasaba por alto la resistencia de lastre cuando estaba en la posición de arranque. Durante el arranque, el voltaje de la batería cae y pasar por alto esta resistencia permite que haya un voltaje más alto en la bobina para que se pueda suministrar más energía.

Un problema con este diseño es que, incluso con un condensador de tamaño adecuado, habrá algún arco en los puntos . El arco hace que los puntos se "quemen". Esto a su vez introduce resistencia en los contactos de los puntos que reduce la corriente primaria y la intensidad de la chispa resultante. Un segundo problema involucra al bloque seguidor de leva mecánico que se monta sobre la leva del distribuidor y abre los puntos. El bloque se desgasta con el tiempo, reduciendo la cantidad de apertura de los puntos (el "espacio entre puntos") y causando un cambio correspondiente tanto en el tiempo de encendido como en la fracción de tiempo durante el cual los puntos están cerrados. Las puestas a punto para vehículos más viejos generalmente implican reemplazar los puntos y el condensador y ajustar el espacio según las especificaciones de fábrica. Un tercer problema involucra la tapa y el rotor del distribuidor. Estos componentes pueden desarrollar "caminos de escape" conductores en sus superficies (también llamados "tracking") a través de los cuales el voltaje secundario de la bobina produce una corriente, a menudo en forma de arco, que pasa por alto la bujía. Cuando se desarrollan caminos de escape, el único remedio es reemplazar la tapa y/o el rotor. Un cuarto problema puede surgir cuando una o más de las bujías de un motor se "ensucian". La suciedad, causada por los subproductos de la combustión que forman depósitos en el aislante interno de una bujía, crea una ruta eléctricamente conductora que disipa la energía de la bobina antes de que su voltaje secundario pueda aumentar lo suficiente como para producir una chispa. Los llamados sistemas de encendido por descarga capacitiva crean voltajes de bobina con tiempos de subida mucho más cortos y pueden producir una chispa en las bujías con algo de suciedad.

Los sistemas de encendido electrónico reemplazan algunos o todos los componentes del sistema de encendido Delco con dispositivos de estado sólido y/o ópticos y proporcionan voltajes más altos y un encendido más confiable.